بررسی کارت گرافیک GIGABYTE GeForce GTX 1070 G1 GAMING

همان‌طور که اطلاع دارید کارت‌های گرافیک مبتنی بر این معماری با مدل تجاری GTX 10xx معرفی شده‌اند و تا به امروز و به‌صورت رسمی مدل Geforce GTX TITAN X Pascal 12GB به‌عنوان پرچم دار، مدل‌های Geforce GTX 1080 8GB و Geforce GTX 1070 8GB به‌عنوان کارت‌های رده بالای گیمینگ این معماری و Geforce GTX 1060 3GB/6GB نیز به‌عنوان مدل میان رده این خانواده روانه بازار شده‌اند. البته زمزمه‌هایی نیز مربوط به معرفی مدل بسیار قدرتمند Geforce GTX 1080 Ti 12GB که مدل محدود شده Geforce GTX TITAN X Pascal محسوب می‌شود و کارت گرافیک فوق‌العاده خوش قیمت و اقتصادی Geforce GTX 1050 Ti در ماه‌های پیش رو شنیده می‌شود. این چند مدل معرفی شده به‌صورت کلی دارای 3 تراشه گرافیکی (GPU) مختلف هستند. مدل‌های پرچم دار به تراشه بسیار قدرتمند GP102 با بیش از 3584 CUDA Core مجهز شده‌اند. مدل‌های رده بالا تراشه بسیار کارآمد GP104 مجهز به حداکثر 2560 CUDA Core را با خود به همراه دارند و تنها مدل میان رده این معماری نیز با تراشه GP106 و 1280 CUDA Core عرضه شده است.

مدل‌های رده بالای مبتنی بر این معماری همانند روال پیشین کمپانی انویدیا شامل یک مدل با امکانات و قابلیت‌های کامل ولی باقیمت نسبتاً بالا (Geforce GTX 1080) و یک مدل تا حدودی محدود شده ولی باقیمت بسیار مناسب و وسوسه کننده (Geforce GTX 1070) می‌شوند.

در واقع Geforce GTX 1070 8GB حدوداً $400 دلاری تنها با 640 CUDA Core کمتر، برخورداری از حافظه‌های GDDR5 8000MHz به جای حافظه‌های GDDR5X 10000MHz به کار رفته در Geforce GTX 1080 و حدوداً 100MHz فرکانس پایه کمتر GPU بیش از 37% از Geforce GTX 1080 8GB باقیمت حدودی $640 ارزان‌تر است. این در حالی است که در تست‌های عملی اختلاف کارایی بین این دو مدل به‌صورت میانگین حداکثر 20% است. این بدین معناست که همواره برای داشتن بهترین‌ها باید هزینه به مراتب بیشتری بپردازید؛ اما در صورتی که همواره به دنبال خرید قطعات مقرون به‌صرفه و با نسبت کارایی به قیمت بالا هستید Geforce GTX 1070 8GB انتخاب زیرکانه‌تری محسوب می‌شود.

گیگابایت تا به اکنون که به غیر از مدل Founders Edition که با کولر و مشخصات مرجع انویدیا تولید می‌شود، 6 مدل مختلف با مشخصات مرجع و اورکلاک شده از کارت گرافیک Geforce GTX 1070 تحت عنوان‌های Mini ITX، WINDFORCE، G1 Gaming و Xtreme Gaming تولید و روانه بازار کرده است. در این بین مدل Xtreme Gaming کامل‌ترین و گران قیمت‌ترین و مدل Mini ITX ارزان قیمت‌ترین و البته جمع و جورترین عضو این خانواده محسوب می‌شوند.

در این مطلب به بررسی کارت گرافیک GIGABYTE GEFORCE GTX 1070 G1 GAMING 8GB خواهیم پرداخت

معرفی، نگاه نزدیک و تحلیل سخت افزاری

طراحی استادانه لوگو G1 GAMING و رنگ و لعاب خاص جعبه این کارت گرافیک بسیار چشم نواز و موجب جلب توجه اغلب بینندگان آن می‌شود. همانند مدل‌های مشابه نسل قبلی جعبه با زمینه مشکی براق و وجود رنگ سبز مخصوص کمپانی انویدیا از ویژگی‌های تکراری این جعبه محسوب می‌شود.

مهم‌ترین مندرجات موجود بر روی جعبه نیز شامل مدل محصول، نشان تجاری کمپانی گیگابایت و لوگوهای مربوط به کولر Windforce، نورپردازی RGB LED و اورکلاک کارخانه‌ای این کارت گرافیک می‌شوند. این جعبه با ابعاد 405mmx235mmx90mm با تمامی محتویات داخلش حدود 1.48Kg وزن دارد.

 به غیر از کارت گرافیک، دفترچه راهنمای نصب و DVD حاوی درایورها و نرم افزارهای جانبی چیز دیگری در جعبه این مدل وجود ندارد!

در نگاه اول و در مقایسه با مدل مشابه نسل قبل این کارت گرافیک (Geforce GTX 970 G1 GAMING) تغییرات زیادی مشاهده نمی‌شود. نوع فن‌ها تغییری نکرده ولی فریم دور آن‌ها کمی بسته‌تر شده و البته بر خلاف نسل قبل که رنگ و لعابی یکدست مشکی داشت در نسل جدید طرح‌های مورب نارنجی رنگ چهره خاص‌تری به آن بخشیده است.

همانند اکثر کارت‌های گرافیک رده بالای کنونی برای بخش پشت PCB این مدل نیز یک صفحه فلزی مخصوص در نظر گرفته شده است. این صفحه فلزی برای محافظت از قطعات و اتصالات این بخش و کمک به دفع سریع‌تر حرارت PCB در نظر گرفت شده است. بر خلاف نسل قبل این صفحه طراحی کاملاً ساده دارد و خبری هم از لوگوی G1 GAMING بر روی آن نیست.

بر روی بخش فوقانی نیز نشان تجاری کمپانی گیگابایت و عبارت FAN STOP نقش بسته است که البته هر دو به نور پس زمینه RGB LED مجهز شده‌اند. لارم به ذکر است عبارت FAN STOP تنها در وضعیتی روشن می‌شوند که کارت گرافیک در وضعیت بی‌باری باشد و با فعال شدن حالت 0dB فن‌های دستگاه خاموش شده باشند. در این مدل نیز تمامی پورت‌های خروجی تصویر، اسلات PCI-Express و کانکتورهای پل SLI تعبیه شده بر روی بخش فوقانی PCB با درپوش پلاستیکی مخصوص پوشیده شده‌اند تا عواملی مانند گرد و خاک، رطوبت و یا هر گونه جسم خارجی باعث خوردگی، آسیب و یا اکسیداسیون آن‌ها نشود.

این کارت گرافیک به جدیدترین نسخه 3 فن کولر بسیار قدرتمند و کم صدا WINDFORCE 3X مجهز شده است که در ادامه به‌صورت مفصل به معرفی آن خواهیم پرداخت.

یکی از نقاط قوت این مدل طول 280mm آن است که در مقایسه با مدل‌های مشابه از برندهای رقیب یکی از نقاط قوت آن محسوب می‌شود و تعبیه آن را در اکثر کیس های ارزان قیمت و رده متوسط نیز ممکن کرده است. دقیقاً همانند مدل مرجع، Geforce GTX 1070 G1 GAMING نیز به یک پورت Dual Link DVI-D، یک پورت HDMI 2.0 و 3 پورت DisplayPort 1.4 مجهز شده است. لازم به ذکر است از این 5 خروجی تصویر، 4 خروجی قابلیت ارائه تصویر به‌صورت هم زمان را دارا می‌باشند. همچنین به لطف معماری فوق‌العاده مدرن پاسکال، امکان پشتیبانی از رزولوشن 7680x4320 @60Hzا(8K) نیز به واسطه اتصال این کارت گرافیک به نمایشگر توسط دو کانکتور DP 1.3 فراهم شده است.

همانند تمامی کارت‌های گرافیک مدرن کنونی این مدل نیز از رابط PCI-Express 3.0 x16 پشتیبانی می‌کند و با سرعت فوق‌العاده بالای (126.032Gbit/s (15.754GB/s با دیگر منابع سیستم در ارتباط است.

در تصویر بالا کانکتورهای پل SLI-HB این کارت گرافیک را ملاحظه می‌کنید. همان‌طور که در صفحه معرفی معماری پاسکال به آن اشاره شد به دلیل تغییرات صورت گرفته در نسخه جدید DirectX 12 و الگوریتم‌های مربوط به پیکربندی‌های Multi-GPU معماری پاسکال، کارت‌های گرافیک مبتنی بر این معماری طبق توصیه انویدیا تنها از پیکربندی دوگانه (2Way SLI) پشتیبانی می‌کنند.

همانند مدل مرجع انرژی مورد نیاز این کارت گرافیک 150W از طرق تنها یک کانکتور 8Pin PCI-Express تأمین می‌شود. روی کاغذ این کانکتور (150W) به همراه مقدار توان جذب شده توسط اسلات (PCI-Express (75W روی هم رفته 225W توان را برای این مدل اورکلاک شده فراهم می‌کنند که البته در حالت عادی کافی به نظر می‌رسد؛ اما شاید در شرایط اورکلاک سنگین پیکربندی ایده آلی محسوب نشود. این در حالی است که برخی مدل‌های مشابه در برندهای رقیب برای تأمین انرژی خود از دو کانکتور 6Pin و 8Pin استفاده می‌کنند.

کولر WINDFORCE 3X چند سالی می‌شود که نسخه‌های مختلف آن میهمان کارت‌های گرافیک سری G1 و Xtreme کمپانی گیگابایت است. طراحی خاص و زیبا، نویز صوتی فوق‌العاده پایین و قدرت کولینگ به مراتب بهتر از کولرهای مرجع از مهم‌ترین قابلت های این خنک کننده محسوب می‌شود؛ اما اجازه دهید برای بررسی دقیق‌تر کولر و متعلقات آن را از روی PCB باز کنیم.

دفع حرارت از روی هیتسینک ها به‌وسیله 3 فن 80mm مجهز به تیغه‌های با طراحی خاص انجام می‌شود؛ اما این کولر به خودی خود از چه اجزائی تشکیل شده است؟ به‌طور کلی این کولر از 3 بخش فن‌ها و فریم نگه دارنده آن‌ها، هیتسینک آلومینیومی مجهز به دو عدد هیت پایپ مسی و صفحه فلزی محافظه پشت PCB تشکیل شده است. هیتسینک این مجموعه شامل دو Heat-Pipe مسی با قطر 8mm است که حرارت را به‌صورت مستقیم از سطح Die پردازنده گرافیکی (GPU) به دو مجموعه پره‌های آلومینیومی مجهز به بیش از 50 تیغه منتقل می‌کنند. همچنین این کولر همان‌طور که در تصویر بالا ملاحظه می‌کنید به واسطه پدهای مخصوص حرارتی، به دفع سریع‌تر حرارت تراشه‌های حافظه و ماسفت های مدار رگولاتور ولتاژ GPU نیز کمک می‌کند. این شبکه‌های آلومینیومی را از نمای نزدیک مشاهده می‌کنید. همچنین همان‌طور که ملاحظه می‌کنید جهت استقرار مطمئن این هیتسینک بر روی PCB از پدهای اسفنجی مشکی رنگ بر روی این شبکه استفاده شده است. در این کولر تنها از دو Heat-Pipe با قطر 8mm برای جذب حرارت به‌صورت مستقیم (Direct Touch) از سطح GPU استفاده می‌کند. همان‌طور که در تصویر بالا ملاحظه می‌کنید این سطح با عرض 16mm تمامی سطح Die پردازنده گرافیکی را پوشش نمی‌دهد و استفاده از 3 عدد Heat-Pipe از این نوع یا تعبیه Heat-Pipe های با قطر 10mm می‌توانست باعث افزایش کارایی این کولر شود.

به گفته گیگابایت Heat-Pipe های مرکب به کار رفته در این کولر به واسطه طراحی خاص و هدایت حرارتی بسیار بالایی که نسبت به Heat-Pipe نسل قبل دارند به‌صورت میانگین بیش از 29% از نمونه‌های مشابه عملکرد بهتری دارند.

 فن‌های 80mm خنک کننده این مجموعه به تیغه‌های با طراحی خاص مجهز شده‌اند که ساختار منحنی تعبیه شده بر روی آن‌ها باعث افزایش 23% جریان هوا در مقایسه با فن‌های مشابه می‌شود.

این فن‌ها مدل PLD08010S12HH ساخت کمپانی Power Logic هستند. طبق مشخصات فنی ارائه شده توسط کمپانی سازنده این مدل از نوع Hydro-Dynamic با ولتاژ کاری 12V DC و حداکثر جریان مصرفی 0.35A است. همچنین حداکثر سرعت چرخش این فن‌های PWM نیز در تست‌های ما حدود 4200RPM ثبت شده است.

در تصویر بالا نیز صفحه محافظ فلزی تعبیه شده در پشت PCB را ملاحظه می‌کنید. این صفحه که به‌وسیله 4 عدد پیچ بر روی PCB نصب می‌شود در عمل هم از قطعات تعبیه شده در پشت PCB محافظت می‌کند و هم به نوعی به‌عنوان هیتسینک حرارت منتقل شده توسط قطعات به PCB را جذب می‌کند تا با سرعت بیشتری دفع شود. همان‌طور که ملاحظه می‌کنید سطح پشتی این صفحه با عایق الکتریکی پوشیده شده است.

اگر با دید کلی نوع طراحی و کامپوننت های به کار رفته در مدار رگولاتور ولتاژ این مدل را با مدل مرجع مقایسه کنیم می‌توان گفت تفاوت‌ها به مراتب بیشتر از شباهت‌ها است. گیگابایت از یک مدار 6i+2Phase با ترکیبی از ماسفت های (Low RDS(on، چوک های سری SRPG ساخت کمپانی Magic Technology و خازن‌های فیلتر تانتالیوم در این مدل استفاده کرده است. این در حالی است که مدار مدل مرجع از نوع i4+1Phase و مجهز به ماسفت های مجتمع از نوع DrMOS است. پشت PCB نیز به مراتب شلوغ‌تر از برد مدل مرجع است و Control Mosfet ها و برخی خازن‌های تانتالیوم به همراه PWM Controller مدار رگولاتور ولتاژ GPU در این بخش تعبیه شده‌اند. 6 شریان تأمین کننده جریان مورد نیاز تراشه گرافیکی (GPU) این کارت گرافیک را در بخش جلو و 2 شریان تغذیه کننده انرژی مورد نیاز تراشه‌های حافظه را نیز در پشت آن‌ها ملاحظه می‌کنید.

در تصویر بالا در نمایی نزدیک‌تر به ترتیب از پایین به بالا خازن‌های تانتالیوم فیلتر مدار رگولاتور ولتاژ GPU، چوک های این مدار، ماسفت های High/Low Side، تراشه‌هایMOSFET Gate Driver ، خازن‌های تانتالیوم فیلتر مدار رگولاتور ولتاژ تراشه‌های حافظه، چوک های این مدار و در نهایت ماسفت های High/Low Side این بخش را ملاحظه می‌کنید؛ اما یکی از مواردی که در این مدار مشاهده می‌شود اصرار گیگابایت در استفاده از خازن‌های تانتالیوم در بخش فیلتر نهایی همانند مدل مرجع است. این در حالی است که اکثر مدل‌های مشابه در این بخش از خازن‌های جامد ژاپنی و با ظرفیت‌های به مراتب بالاتر استفاده کرده‌اند. در واقع علیرغم عمر بسیار بالا و جریان نشتی بسیار کم، یکی از نقاط ضعف خازن‌های Tantalum ظرفیت محدود آن‌ها و تحمل کم در برابر جریان‌های بالای شارژ و دشارژ است. به بیانی دیگر در اکثر مواقع نیز مهندسین طراح مدارهای الکترونیکی به دلیل کوچک‌تر بودن این خازن‌ها تنها در زمانی که با محدودیت‌های شدید فضا روبرو هستند و یا جریان نشتی ولو کم باعث ناپایدار شدن مدار می‌شود از این نوع خازن‌ها استفاده می‌کنند. همچنین به دلیل محدودیت فضا در پشت PCB و برای افزایش بیش از پیش پایداری سطح ولتاژ، 2 خازن 470uf تانتالیوم دقیقاً در پشت محل نصب GPU بر روی PCB تعبیه شده است. همچنین گیگابایت از تراشه‌های مدل 53603A  ساخت کمپانی آمریکایی Texas Instruments به‌عنوان Gate Driver  ماسفت های نام برده استفاده کرده است.

تراشه PWM Controller مدار رگولاتور ولتاژ تراشه گرافیکی مدل Up9511P ساخت کمپانی uPI Semiconductor است. این تراشه که در واقع یک 8Phase Buck Controller است قابلیت بایاس در حالت‌های 2/3/4/5/6/7/8/i1-Phase را نیز دار می‌باشد. از جمله قابلیت‌های این تراشه می‌توان به قابلیت DCR Current Sensing و پروتکشن های Over/Under Voltage و Over Temperature به همراه قابلیت کنترل نرم افزاری سطح ولتاژ خروجی اشاره کرد.

در تصویر بالا نیز قطعات مدار 2Phase رگولاتور ولتاژ تراشه‌های حافظه را مشاهده می‌کنید. به روشنی مشخص است که از همان قطعات مشابه با مدار رگولاتور ولتاژ GPU در این بخش نیز استفاده شده است. تراشه up1728 ساخت کمپانی uPI Semiconductor که در واقع یک Synchronous-Rectified Buck Converter مدرن محسوب می‌شود به تنهایی به غیر قطعات مربوط فیلتر خروجی تمامی بخش‌های یک مدار رگولاتور ولتاژ 1Phase را اعم از ماسفت های Low/High Side، تراشه PWM Controller و Mosfet Driver و سایر مدار محافظ را درون پکیج بسیار کوچک خود گنجانده است. از جمله ویژگی‌های این تراشه منحصر به فرد می‌توان به حداکثر جریان خروجی مستقیم 3A، حداکثر فرکانس سوئیچینگ 1.2MHz و بازدهی مصرف انرژی بیش از 95% اشاره کرد. در تصویر زیر می‌توانید بلاک دیاگرام این تراشه همه کاره را ملاحظه می‌کنید:

در تصویر بالا نیز قلب این کارت گرافیک یا همان پردازنده گرافیکی (GPU) مدل GP104-200 را ملاحظه می‌کنید. در این GPU همان‌طور که اشاره شد 7.2 میلیارد ترانزیستور که بر پایه تکنولوژی 16nm FinFET کمپانی تایوانی TSMC ساخته شده‌اند بر روی Die به‌اندازه 314mm² مجتمع شده‌اند.

همانند مدل مرجع کمپانی GIGABYTE نیز از تراشه‌های حافظه GDDR5 مدل K4G80325FB-HC25 ساخت کمپانی کره‌ای SAMSUNG در این کارت گرافیک استفاده کرده است. هر یک از این تراشه‌ها دارای حجم (8Gb (1GB و رابط 32bits هستند که روی هم رفته 8GB حافظه GDDR5 8000MHz با رابط کلی 256bits و پهنای باند معادل 256GB/s برای تراشه گرافیکی قدرتمند این کارت گرافیک فراهم می‌کنند.

در تصویر زیر نیز مشخصات فنی GIGABYTE GeForce GTX 1070 G1 Gaming را از نگاه نرم‌افزار GPU-Z ملاحظه می‌کنید:

همچنین ولتاژ هسته GPU نمونه برداری شده توسط ولت‌متر دیجیتال در این کارت گرافیک همانند مدل مرجع در وضعیت‌های Idle و Load کامل در شرایط مختلف به ترتیب حداقل 0.625V و حداکثر 1.062V ثبت شد. حداکثر فرکانس هسته GPU نیز در حالت Boost در این مدل 1949MHz ثبت شده است.

همان‌طور که در بخش معرفی اولیه و نگاه نزدیک‌تر این بررسی به آن اشاره شد این کارت گرافیک نیز همانند برخی از مدل‌های مشابه از کمپانی‌های رقیب به سامانه نورپردازی با استفاده از RGB LED مجهز شده است. البته این نورپردازی در حد نور پس زمینه برند تجاری کمپانی GIGABYTE در بخش فوقانی این کارت گرافیک محدود شده است.

در نسخه جدید نرم افزار Xtreme Engine که جهت کنترل و مدیریت پارامترهای مختلف کارت‌های گرافیک کمپانی گیگابایت طراحی و کد نویسی شده است یک بخش اختصاصی برای کنترل رنگ و جلوه‌های نورپردازی کارت‌های گرافیک مجهز به این سامانه در نظر گرفته شده است.

در این نرم افزار به غیر از حالت رنگ ثابت که قادر به انتخاب 16.8 میلیون رنگ برای آن خواهید بود 5 جلوه نورپردازی دیگر نیز پیش بینی شده است.

همچنین در حالت روشنایی متغیر نور RGB LED های تعبیه شده در این سامانه، 5 پارامتر مختلف نظیر فرکانس کلاک GPU، ولتاژ هسته GPU، سرعت چرخش فن‌ها و حرارت و میزان بار بر روی GPU می‌توانند عامل تغییر روشنایی باشند.

در تصاویر زیر نیز برخی رنگ‌های نورپردازی این کارت گرافیک به تصویر کشیده شده‌ است:

1: معرفی، نگاه نزدیک و تحلیل سخت افزاری

2: نمودار نویز صدا و دما

3: نمودار بنچمارک گرافیک

4: جمع بندی